超声波流量计低功耗高精度设计的探讨 十一

2．3超声波流量计其它测量方法

(1)相位差法

相位差法是利用时差法中的超声波的相位差与时间差的关系，通过测量顺、逆两个方向接收波的相位差来实现的测量，这里，为超声波的发射频率。

(2)频差法

频差法是由顺流发射的一组超声波发生器和接收器Tl和R1，另一组逆流的T2和R2各自组成发射一接收的闭路循环系统，由此可通过测量一定时间内两组闭路循环系统中的循环频率之差来测得流速。

(3)多普勒法

多普勒超声波流量计的测量原理是利用声波的多普勒效应进行测量的，多普勒效应可表述为：当发射器和接收器之间有相对运动时，接收器的接收声频率与发射器的声频率之差与两者之间的相对速度成正比。

当多普勒超声波流量计的发射换能器以一定的角度向流体发射频率为f1的连续超声波时，流体中的悬浮颗粒体将声波反射到接收换能器，因为悬浮颗粒的运动，所以反映的超声波将产生多普勒频移，设频移后接收换能器收到的超声波频率为f2，超声波在流体中速度为c，悬浮颗粒与流体速度相同，都为U.

(4)波束偏移法

超声波束在流体的流动影响下，其波束的方向会发生偏移。在超声波束与流动方向垂直时，这一偏移更是明显，所以利用波束偏移法进行测量的超声波流量计均在垂直流速方向上发射超声波。超声波束方向的偏移，是以接收换能器所接收的波束强度的差值变化来反映的。

当流体静止时，接收器Rl和R2的信号强度相等，指示强度差为0时；当流体速度U时，超声波束的方向为原发射方向与流动方向的合成，即声速c与流速u两矢量的合成方向，该方向与原发射方向有偏移角.

此时，Rl与R2的信号强度就有了差值，而且口值越大，这一差值也越大，因此，流速的大小最终通过R1与R2的接收信号的强度差值得到反映。

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